Отслеживание серотонина и дофамина в реальном времени открывает новый взгляд на мозг

0 698

Дофамин и серотонин являются химическими веществами мозга, влияющими на целый ряд неврологических расстройств, включая болезнь Паркинсона и депрессию, поэтому понимание того, как они работают, может стать ключом к разработке более эффективных методов лечения этих состояний.

Новый инструмент предлагает беспрецедентный взгляд на эти нейротрансмиттеры в действии, что позволяет ученым впервые отслеживать их активность в реальном времени.

И дофамин, и серотонин уже давно связаны со способностью мозга обрабатывать вознаграждения, но в последнее ученые обращают внимание на то, что они могут играть более важную роль в человеческом теле. Это варьируется от того, как серотонин в кишечнике может регулировать уровень сахара в крови или насколько низкие уровни могут быть устранены с помощью кетамина, и насколько глубокая стимуляция мозга (DBS) может повысить выработку дофамина у пациентов с болезнью Паркинсона.

Последний пример является особенно многообещающим, поскольку болезнь Паркинсона характеризуется истощением выработки дофамина в мозге, что приводит к потере контроля над движениями тела. Использование DBS, при котором пациенту имплантируются крошечные провода для подачи электрического тока в определенные области мозга, является способом устранения таких симптомов, как тремор и замедленное движение, а также дефицит дофамина.

Пять пациентов должны были пройти курс лечения DBS, двое — с болезнью Паркинсона и трое — с эссенциальным тремором, непроизвольным двигательным расстройством нервной системы.

Смотрите также  Новый штамм свиного гриппа представляет потенциальную угрозу

Когда нейрохирург имплантировал электродные матрицы для проведения DBS-терапии, другая группа ученых работала вместе с ними, чтобы вставить свой собственный микроэлектрод из углеродного волокна глубоко в мозг, который был разработан для обнаружения и регистрации серотонина и дофамина в том виде, в котором они  высвобождаются из нейронов.

Пока пациенты не спали, исследователи попросили их выполнить некоторые упражнения по принятию решений, в которых они должны были решить, в каком направлении серия точек двигалась по экрану после того, как они исчезли. Каждый пациент выполнил задание от 200 до 300 раз, и иногда их просили указать, насколько они уверены в своих ответах.

Между тем, на электрод подавали низкие напряжения для определения активности дофамина и серотонина в режиме реального времени. Ученые называют этот электрохимический метод циклической вольтамперометрией с быстрым сканированием, и он впервые позволил им регистрировать субсекундные колебания в передаче сигналов дофамина и серотонина.

«Огромное количество людей во всем мире принимают фармацевтические препараты, что может нарушить работу систем передачи дофамина и серотонина и изменить поведение и психическое здоровье», — сказал П. Рид Монтегю из Virginia Tech, старший автор исследования.

«Впервые была измерена текущая активность этих систем, и было определено, что она влияет на восприятие и когнитивные способности. Эти нейротрансмиттеры одновременно действуют и интегрируют активность в совершенно разных временных и пространственных масштабах, чем кто-либо ожидал ранее».

Смотрите также  Создан синтетический антибиотик на основе теиксобактина

Ученые смогли сделать некоторые полезные выводы из своих экспериментов.

Они обнаружили, что уровень серотонина повышался, когда испытуемый был более неуверен в своем ответе, и падал, когда он был более уверен. Дофамин, по-видимому, увеличивался, поскольку субъекты ожидали принятия своих решений, в то как уровень серотонина падал, и, наконец, когда выбор был сделан, оба достигли определенного уровня.

«Это исследование проливает на роль этих нейрохимических веществ в обучении, пластичности мозга и нашем восприятии окружающей среды», — сказал главный исследователь Кеннет Т. Кишида.

«Теперь у нас есть более подробное представление о том, как наш формирует то, что мы воспринимаем, использует это восприятие для принятия решений и интерпретирует последствия сделанного нами выбора. Дофамин и серотонин, по-видимому, имеют решающее значение во всех этих процессах. Важно отметить, что такие исследования, как это, помогут нам и другим ученым лучше понять, как лекарства, такие как ингибиторы обратного захвата серотонина, влияют на когнитивные способности, принятие решений и влияют на психические состояния, такие как депрессия».

Исследование было опубликовано в журнале Neuron.

Войти с помощью: 
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Будем рады вашим мыслям, пожалуйста, прокомментируйте.x
()
x